Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Информационный анализ процессов в электрической системе 11
1.1. Постановка задач информационного анализа процессов 11
1.2. Кортеж фильтров 16
1.3. Реализация сегментатора при помощи кортежа фильтров 27
1.4. Примеры информационного анализа процессов 29
1.5. Критерий сжимающегося годографа 36
1.6. Применение информационного анализа процессов в разработке
адаптивного однофазного автоматического включения (ОАПВ) 39
1.7. Выводы 43
Глава 2. Многомерная релейная защита 45
2.1. Центральная задача многомерной релейной защиты 45
2.2. Модель повреждения 48
2.3. Режимы имитационной модели 51
2.4. Содержание информационного анализа многомерной защиты 54
2.5. Показатели распознающей способности релейной защиты 55
2.6. Двухрежимные наблюдаемые величины 60
2.7. Информационная плотность замера виртуального реле 68
2.8. Задание характеристики срабатывания виртуального реле 74
2.9. Выводы 75
Глава 3. Динамическое моделирование внутренних повреждений синхронного генератора 77
3.1. Описание переходных процессов в генераторе 77
3.2. Внутренние повреждения синхронной машины 79
3.3. Расчёт параметров синхронной машины 82
3.4. Программа моделирования внутренних повреждений синхронного генератора 89
3.5. Фильтрация модельного тока внутреннего КЗ генератора 94
3.6. Выводы 102
Глава 4. Защиты синхронного генератора 104
4.1. Защита статора генератора от замыканий на землю 104
4.2. Защита генератора от внутренних многофазных КЗ 115
4.3. Защита статора генератора от межвитковых замыканий 122
4.4. Защита генератора от повышения напряжения 125
4.5. Защита ротора генератора от замыканий на землю 129
4.6. Выводы 134
Заключение 136
Список использованной литературы
- Реализация сегментатора при помощи кортежа фильтров
- Режимы имитационной модели
- Внутренние повреждения синхронной машины
- Защита генератора от внутренних многофазных КЗ
Введение к работе
Внедрение в электроэнергетику микропроцессорной техники и информационных технологий открывает широкие возможности для комплексного сбора и обработки информации о состоянии энергообъектов. В сложившейся ситуации возникает потребность в создании адекватных методов решения задач релейной защиты, сводящихся к распознаванию и анализу аварийных процессов в электрической системе. Эффективное объединение и учёт всей доступной информации о состоянии энергообъекта призвано повысить быстродействие релейной защиты и её чувствительность вплоть до физически достижимого предела. Появляется возможность улучшить качество информационной базы релейной защиты, к примеру, за счет развития методов восстановления нелинейно искажённых электрических величин. Повышение быстродействия, в свою очередь, способствует обеспечению динамической устойчивости энергосистемы, а также увеличению срока службы силового оборудования.
Изложенные соображения актуальны в том числе и применительно к защите синхронного генератора, но здесь ещё и весьма актуальна задача построения его имитационных моделей для аварийных и аномальных режимов работы.
Перечисленные задачи были поставлены в докладе исследовательского центра (ИЦ) «Бреслер» на семинаре компании «ABB Automation Technologies» (Вестерос, Швеция) в 1995 г. Тогда же было решено провести совместные теоретические исследования и прикладные разработки с целью обнаружения перспективных алгоритмов для защит нового поколения.
Автор присоединился к исследовательской группе в 2001 г. и был вместе с Д.В. Зиновьевым подключен к разработке метода решения поставленных информационных задач релейной защиты, названного информационным анализом и сложившегося в ходе исследования распознаваемости коротких замыканий (КЗ) в электрических системах и распознающей способности алгоритмов защиты энергообъектов [1-8].
В ходе работы были развиты идеи информационного анализа применительно к процессам, наблюдаемым в электрической системе и представленным цифровыми осциллограммами (множеством отсчетов) входных величин. В результате были определены способы формирования информационной базы современной микропроцессорной релейной защиты. Дальнейшая работа была связана с разработкой принципов построения алгоритмов защиты, призванных эффективно распорядиться этой базой.
В ходе работы над диссертацией автор пользовался научными консультациями к.т.н., доцента, директора центра применения продукции ИЦ «Бреслер» В.А. Ефремова и к.т.н., заместителя директора центра исполнения проектов ИЦ «Бреслер» СВ. Иванова.
Методы исследования. Исследования проводились с использованием методов теоретических основ электротехники, теоретических основ релейной защиты, теории распознавания, цифровой обработки сигналов, математической статистики и математического моделирования.
Основные научные положения, выносимые на защиту
Метод кортежа фильтров и его приложение к сегментации, фильтрации и селекции электрических процессов.
Способ задания области срабатывания многомерной релейной защиты, основывающийся на методе алгоритмических моделей и виртуальных реле, и его приложение к линиям электропередачи.
Инвариантный показатель распознающей способности алгоритмов релейной защиты. Инструмент анализа распределения информационной плотности замера виртуального реле на уставочной плоскости.
Наиболее эффективные в информационном плане алгоритмы релейной защиты синхронного генератора. Способ имитационного динамического моделирования аварийных режимов работы синхронного генератора, предназначенного для разработки и отладки алгоритмов релейной защиты.
Научная новизна. Основные результаты исследования, обладающие научной новизной, заключаются в следующем:
Разработан инструмент цифровой обработки входных величин -кортеж фильтров, нацеленный на быструю обработку переходных процессов, протекающих в электрических системах, способный работать с выборками отсчетов наблюдаемой величины произвольного размера, в том числе и с весьма малыми. Разработана универсальная структура информационного анализа процессов, обобщающая представления гармонического анализа и метода наименьших квадратов.
Установлено, что метод алгоритмических моделей и виртуальных реле позволяет описать границу области срабатывания многомерной релейной защиты, обладающей физически предельной распознающей способностью.
В метод информационного анализа введена оценка распознающей способности алгоритмов релейной защиты, инвариантная относительно отображений и применимая к семейству виртуальных реле; введено понятие информационной плотности замера реле. Разработана методика анализа распознающей способности виртуальных реле по распределению информационной плотности.
Впервые метод информационного анализа применен к защитам синхронного генератора.
Практическая ценность
Разработан универсальный алгоритм информационного анализа процессов, обеспечивающий фильтрацию реального тока короткого замыкания (КЗ), записанного с частотой дискретизации 1000 Гц, с приемлемой для целей релейной защиты точностью за время порядка 5 мс с момента возникновения повреждения.
Разработан способ сегментации наблюдаемых процессов, обеспечивающий четкое разграничение участков однородности детерминированного электрического сигнала произвольной сложности.
Разработана методика оценивания распознающей способности алгоритмов релейной защиты.
Реализована программа имитационного динамического моделирования аварийных режимов работы синхронного генератора, предназначенная для разработки и отладки алгоритмов релейной защиты.
Выявлены наиболее совершенные в информационном плане алгоритмы релейной защиты синхронного генератора.
Разработан алгоритм адаптивного однофазного автоматического повторного включения, реализованный в составе терминала типа «Бреслер ТЛ 2704».
Апробация работы. Основные положения и результаты работы докладывались и обсуждались на международных и всероссийских научно-технических конференциях: Power System Protection (Bled, Slovenia, 2006 г.), Релейная защита и автоматика современных энергосистем (Москва-Чебоксары,
г.), Релейная защита и автоматика энергосистем (Москва, ВВЦ, 2006 г. и
г.), Динамика нелинейных дискретных электротехнических и электронных систем (Чебоксары, ЧТУ, 2003 и 2005 гг.), Информационные технологии в электротехнике и электроэнергетике (Чебоксары, ЧТУ, 2006 г.).
Реализация результатов работы
Основные результаты работы использованы при разработке комплекса защит генератора «Бреслер ТГ 2114», разработке и испытании адаптивного однофазного автоматического повторного включения в составе дифференциально-фазной защиты линий электропередачи «Бреслер ТЛ 2704».
Публикации. Содержание диссертационной работы нашло отражение в 20 опубликованных работах, в том числе и 2 патентах на изобретения.
Объем работы и ее структура. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы из 105 наименований, 81 рисунка. Общий объем диссертации 150 стр.: текст диссертации 137 стр., список литературы 11 стр.
В первой главе диссертации представлены разработанные при участии автора методы информационного анализа процессов, наблюдаемых в электрической системе. Предметом анализа выступают реальные цифровые осциллограммы электрических величин, так или иначе относящиеся- к аварийным ситуациям.
Информационный анализ процессов заключается в выполнении процедур сегментации, селекции и фильтрации. Задача сегментации заключается в разграничении разнородных участков осциллограммы, селекция призвана распознать тип процесса, а фильтрация предназначена для оценивания параметров модели процесса. Вводятся понятия элементарного и канонических сигналов, моделей глобального и локального времени, канонических комплексных фильтров.
Специфика задач мониторинга электрических систем для целей релейной защиты предъявляет жесткие требования как к скорости, так и к надежности принятия решений на основе информационного анализа процессов. В то же время цифровая обработка сигналов, на каких бы методах она ни основывалась, сталкивается с естественным противостоянием длительности наблюдения и точности распознавания сигнала. Предлагается метод кортежа фильтров, нацеленный на быструю обработку переходных процессов, протекающих в электрических системах, и способный работать с выборками отсчетов наблюдаемой величины произвольного размера, в том числе и с предельно малыми. В информационную базу кортежа фильтров могут входить преобразования, отличные от канонических. Наибольший интерес в этой связи представляет фильтр, названный бреслеровским. Он представляет собой универсальную структуру информационного анализа процессов, обобщающую представления гармонического анализа и метода наименьших квадратов.
Каждый из сигналов, формируемых кортежем фильтров, описывает на комплексной плоскости годограф, поведение которого несет информацию о характере наблюдаемого процесса.
Предлагается алгоритм сегментации, обеспечивающий чёткое разграничение участков однородности наблюдаемого процесса.
Эффективность инструмента кортежа фильтров исследуется на примерах анализа осциллограмм реальных процессов.
Во второй главе полученные в ходе информационного анализа оценки
составляющих аварийных процессов, образующих доступную
информационную базу релейной защиты, подвергаются дальнейшему исследованию. Развиваются элементы теории многомерной релейной защиты, приближающей свою распознающую способность к физически достижимому пределу (распознаваемости). Основной задачей здесь является построение характеристики срабатывания защиты в многомерном уставочном пространстве. Попытки её непосредственного решения сталкиваются с рядом труднопреодолимых проблем, самая очевидная из которых связана с приданием наглядности многомерной характеристике срабатывания. Наиболее эффективным представляется решение задачи по прошедшему длительную апробацию методу алгоритмических моделей и виртуальных реле (ВР) [9-15], косвенным образом задающих условия срабатывания многомерной защиты. В зависимости от способа реализации различаются алгоритмические модели прямого и косвенного действия.
Для практического применения метода алгоритмических моделей и виртуальных реле требуется инструмент исследования распознающей способности релейной защиты. Такой инструмент разработан при участии автора в рамках информационного анализа. Предложен количественный показатель распознающей способности алгоритмов релейной защиты, инвариантный относительно отображений. Область применения оценки распознающей способности распространена на семейство ВР, представляющее собой строго ограниченную группу разнотипных ВР, объединенных по схеме ИЛИ и работающих с одной и той же информационной базой.
Метод информационного анализа дополняется понятием информационной плотности замеров ВР, означающем производную гиперобъема объектного пространства по площади уставочной плоскости.
Описывается программа автоматического задания элементарной характеристики срабатывания заданной формы, разработанная для практической реализации виртуальных реле.
В третьей главе рассматриваются вопросы построения динамических имитационных моделей аварийных и аномальных режимов генератора, необходимых при разработке и отладке алгоритмов защиты синхронной машины. Имитационная модель призвана сыграть роль учителя в процессе обучения релейной защиты [16], в то время как алгоритмическая модель выступает в роли ученика.
Описывается относительно простой итерационный способ моделирования коротких замыканий генератора в базисе фазных координат как при внешних, так и при внутренних повреждениях с той точностью, которая необходима для обучения и испытаний релейной защиты.
В четвертой, заключительной, главе рассматриваются некоторые алгоритмы релейной защиты, реализованные в разработанном с применением информационного анализа микропроцессорном устройстве защиты генератора типа «Бреслер ТГ2114». Кроме распознающей способности здесь также уделяется внимание такому свойству релейной защиты, как надёжность.
Реализация сегментатора при помощи кортежа фильтров
Сопоставляя (45) и (47), видим, что операции (44) и (46) по-разному воздействуют на спектр входного сигнала х(&). Первая в зависимости от значения к подавляет некоторое число значений частотного спектра. Вторая подавляет высокочастотную часть спектра тем сильнее, чем ближе к частоте Найквиста. В зависимости от того, какая из двух операций окажется более эффективной при обработке реальных осциллограмм, можно будет сделать вывод о характере присутствующих в них помех. Если это неучтенные в модели входной величины высшие гармоники, то лучшего результата следует ожидать от операции (44). Если же это шумы, то преимущество может перейти к (46).
Бреслеровский фильтр. Процедуры подавления тех или иных составляющих модели входной величины эффективны на этапах сегментации и селекции. Но для оценивания параметра модели 1_т целесообразнее обратиться к фильтрам более высоких порядков, чем те, что необходимы для предварительной обработки входной величины. В информационную базу кортежа фильтров могут входить преобразования, отличные от канонических. Наибольший интерес в этой связи представляет фильтр, названный бреслеровским. Он представляет собой универсальную структуру информационного анализа процессов, обобщающую представления гармонического анализа и метода наименьших квадратов. В релейной защите особая роль отводится цифровым фильтрам ортогональных составляющих; общая теория таких фильтров развивается уже более 20 лет [19,37-39], но попытка построить ее на основе бреслеровской структуры предпринята лишь сравнительно недавно [40, 41]. Данную структуру отличает ряд характерных черт. Это обращение к двум пространствам: объектному и уставочному; в последнем термине нашла отражение релейная специфика. Это применение моделей объекта двух типов: имитационной и алгоритмической, первая определена в объектном пространстве, вторая - в уставочном. Наконец, это использование двух противоположных преобразований — прямого, выполняемого имитационной моделью, и обратного, осуществляемого алгоритмической моделью. Прямое преобразование переводит информацию из объектного пространства в уставочное, обратное действует наоборот. Имитационные модели необходимы для испытания готового фильтра с учетом предъявляемых к нему требований, алгоритмические - для синтеза фильтра с учетом предъявляемых к нему требований.
Выведена общая форма записи уравнения линейного бреслеровского фильтра в матричном виде: ї = (ХМ)-1Хі, где I - вектор оценки информационных составляющих наблюдаемого процесса і; X - матрица опорных сигналов, соответствующая прямому преобразованию объектного пространства в уставочное; М — матрица модельных сигналов, задающая имитационную модель процесса. Алгоритм оценивания информационных составляющих по методу наименьших квадратов представляет собой частный случай данного фильтра при Х = М, т.е. при совпадении опорных сигналов с алгоритмическими. Кроме того, в отличие от бреслеровской структуры, в которой критерий близости модели и реального явления реализуются в уставочной области, временной критерий наименьших квадратов не допускает ни вторичной переопределённости, ни недоопределённости.
Преобразование (фильтр) Фурье представляет собой частный случай бреслеровской структуры в той же степени, что и фильтр, построенный по методу наименьших квадратов. С фильтром Фурье связаны два рода ограничений: по отношению к числу отсчетов п и по отношению к набору опорных сигналов. Обычно полагается, что число п кратно числу отсчетов на периоде N. Более мягкое ограничение: п кратно N/2, что используется, когда спектр сигнала не содержит четных гармоник. В то же время с бреслеровского фильтра снимается ограничение с числа п, оно более не увязывается ни с N, ни с N/2.
Режимы имитационной модели
Процедуры информационного анализа претворяют в жизнь концепцию противостояния отслеживаемых и альтернативных режимов ( а - и Р -режимы). В а-режимах срабатывание защиты необходимо или по меньшей мере желательно. В 3-режимах - категорически возбраняется. К числу основных процедур принадлежат взаимные преобразования областей объектного и уставочного пространств. Координатами объектного пространства С служат варьируемые параметры xt, i = l,m, имитационной модели защищаемого объекта, координатами уставочного пространства А — компоненты z, j = \,п, замера релейной защиты. Векторы соответствующих пространств: т -мерный xeGczC и п-мерный z єS с А, где G и S — объектная и уставочная области определения векторов х и z. Далее полагаем, что А - уставочная плоскость (п = 2). Преобразование F(x) = z режима х в замер z, называемое прямым, однозначно характеризует совместное действие имитационной и алгоритмической моделей. То же относится и к преобразованию областей: F(G) = SczA.
Обратное преобразование FQ (Z) замера z, т.е. поиск отображаемых им режимов, неоднозначно; в общем случае одному значению z отвечает множество режимов х. Индекс G у оператора FJ1 означает, что поиск режимов х - оригиналов изображения z - ведётся только в пределах заданной области G. В отличие от преобразования отдельно взятого замера z, преобразования областей однозначны в двух отношениях. Во-первых, если S = F(G), то FQ (S) = G. Во-вторых, если разделить область S на части Sx, S2 и определить затем оригиналы G, =FQ (SJ) И G2 =FQ1[S2), то области Gx и G2 не будут пересекаться, и F{GX ) = 5,, F{G2) = S2. Данные положения проиллюстрированы на рис. 20, где принято, что С — трёхмерное пространство, а переходы из него на уставочную плоскость А и обратно показаны линиями соответствующих направлений.
Для дальнейшего удобно исчислять размеры как объектных, так и уставочных областей, в едином цифровом базисе. Зададим объектную область G счётным множеством режимов имитационной модели. Пусть N — число режимов. Тогда уставочная фигура S определится ровно таким же числом отображений. Число точек z, отображающих N точек х, может оказаться меньшим N из-за того, что отображения способны накладываться друг на друга. В таком случае можно говорить о высокой информационной плотности соответствующих замеров и подсчитывать их с получающейся кратностью. Снабжая каждый режим индивидуальной меткой, получим возможность проследить за его изображением и получим в итоге на плоской фигуре S оценку её размера всё тем же числом N.
Разделив S на части Sx и S2 (рис. 206), обнаружим в первой N{, а во второй - N2 отображений, при том что Nl+N2=N. Теми же числами TVj и N2 будут оцениваться и области Gx и G2.
Противостояние а- и Р-режимов разворачивается на уставочной плоскости. На рис. 21 проиллюстрировано решение одной из основных задач информационного анализа. В пространствах а-и Р-режимов Са и Ср заданы объектные области Ga и Gp. Заданы также преобразования Fa(xa) = z и Fp(xp) = z. Требуется построить отображения Fa(Ga) = Sa, Fp (6 ) = , и получить область распознавания а -режимов как разность Saa = Sa \ S„ . Сопутствующая задача - окаймление области S», т.е. определение её границы Z,p с областью Sa. Для дискретного множества точек N окаймление S$ эффективно осуществляется при помощи такого инструмента вычислительной геометрии [71,72], как алгоритм «быстрого построения» выпуклой оболочки дискретного множества [73].
Определяя число Naa, отображённых в собственной а-области Saa, получаем одновременно оценку размера области распознавания Gaa (рис. 21 в) в виде коэффициента распознавания
Внутренние повреждения синхронной машины
Внутреннее повреждение генератора разбивает обмотки на части. При этом матрицы индуктивностей L и активных сопротивлений R в (106)-(108) видоизменяются, но в тоже время общая форма уравнений сохраняется.
На рис. 39 генератор представлен в виде многополюсника, на основе которого можно строить модели большинства видов внутренних повреждений и аномальных режимов. Однако для моделирования замыканий на землю данный многополюсник требует некоторого усложнения, вводящего описание связей обмоток с землёй. На рис. 39 Пц — пассивный многополюсник, задающий взаимные индуктивности M(t) обмоток генератора.
На рис. 40 изображена схема замещения внутреннего между фазного КЗ статора. Здесь, в отличие от рис. 39, присутствуют дополнительные связи и элементы, задающие повреждение и внешнюю по отношению к генератору часть имитационной модели и соответствующие матрицам В и С в формуле (108). Переходные сопротивления в месте повреждения R/(0 (при междуфазном КЗ это скаляр Rf(t)) — в общем случае функции времени, которые могут иметь различный характер, в том числе и нелинейный. То же касается и ЭДС eex(t), прикладываемой к обмотке возбуждения. В нормальном режиме eex(t) лишь условно постоянна и, имеет явно переменный характер, например, при форсировке. Кроме того, имеется принципиальная возможность заложить в зависимость есх (/) точный алгоритм работы системы возбуждения. Внешняя по отношению к генератору система, включающая, возможно, повышающий блочный трансформатор и отходящие к системе бесконечной мощности линии электропередачи, задается активным многополюсником As.
Режим заземления нейтрали статора зависит от значения сопротивления Rgr. Как правило, R — со. Часто к активному сопротивлению Rgr следует добавлять индуктивность Lgr. Это необходимо, если в нейтрали статора устанавливается ТН для контроля напряжения нулевой последовательности.
Приведём ещё один пример внутреннего повреждения генератора. На рис. 41 изображена схема замещения виткового замыкания не расщепленной фазной обмотки статора. По сравнению со схемой на рис. 40 изменилось только описание модели повреждения, а в формуле (108) - только матрицы В и С.
Далее приведем методику расчета параметров синхронной машины.
1. Расчет собственных и взаимных индуктивностей контуров не поврежденной синхронной машины. На рис. 42 представлена система геометрических осей обмоток статора и ротора синхронной машины: оси фазных обмоток статора , В и С, оси контуров ротора d и q.
Обмотки ротора вращаются с угловой частотой со, равной в установившемся нормальном режиме частоте сети со0. Символом у обозначен угол, образованный осями ротора и фазой А статора. Угол у, рад, является функцией времени
При вращении ротора возникает реакция магнитного потока цепей статора в связи с периодическим изменением магнитного сопротивления контура.
Положение ротора, при котором совпадают ось ротора d и фаза А статора, соответствует наименьшему значению сопротивления контура для магнитного потока фазы А; если ось фазы А совпадает с осью ротора q, то такое положение соответствует наибольшему магнитному сопротивлению.
Изменение индуктивностей фазных обмоток и взаимных индуктивностей между этими обмотками обусловлены вращением явнополюсного ротора, поскольку при этом непрерывно меняется сопротивление магнитным потокам, которые определяют данные индуктивности.
Собственные и взаимные индуктивности являются весьма сложными функциями угла положения ротора. Для исследований берется их разложение в тригонометрический ряд [80]. При этом в большинстве практических расчетов ограничиваются лишь постоянными составляющими и вторыми гармониками угла у. Такое допущение имеет смысл, поскольку согласно [89] амплитуда четвертой гармоники составляет около 6 % от среднего значения постоянной составляющей. Итак, собственные индуктивности отдельных фаз LA, LB, Lc можно представить в виде:
Защита генератора от внутренних многофазных КЗ
По мере увеличения мощности генераторов, связанного с более интенсивным использованием активных материалов, усложняется их конструкция и возрастает объем разрушений при внутренних КЗ. Как показали исследования внутренних КЗ [94], токи повреждения генераторов с непосредственным охлаждением могут быть в несколько раз больше, чем при КЗ на выводах. Поэтому важно обеспечить быстрое отключение внутренних повреждений и не допустить их развития.
Многофазные КЗ в обмотке статора наиболее вероятны при развитии повреждения, вызванного однофазным замыканием на землю. Однако возможны и междуфазные КЗ без земли, возникающие в лобовых частях обмотки. Междуфазные КЗ сопровождаются прохождением очень больших токов и образованием электрической дуги, вызывающей выгорание изоляции и токоведущих частей обмоток, а иногда и стали магнитопровода статора. Так как большие токи повреждения при многофазных КЗ вызывают значительные разрушения генератора, эти КЗ должны отключаться быстродействующей защитой. Защита должна обладать не только высоким быстродействием, но и высокой чувствительностью и абсолютной селективностью.
В соответствии с работой [95], стандартной практикой производителей стала установка дифференциальной защиты на генераторах номинальной мощностью от 1 МВА и выше. В ПУЭ [96] также регламентируется для защиты от многофазных замыканий в обмотке статора генераторов мощностью более 1 МВт предусматривать продольную дифференциальную токовую защиту.
При оценке защитоспособности дифференциальных защит генератора можно исходить из следующего [97]: продольная дифференциальная защита генератора нечувствительна к витковому замыканию одной и той же фазы обмотки; к подобным витковым замыканиям чувствительна поперечная дифференциальная защита; большая часть длины обмотки генератора уложена в пазы, где витковому замыканию предшествует замыкание на корпус, от которого должна предусматриваться специальная защита (земляная).
Таким образом, продольная дифференциальная защита генератора должна реагировать на междуфазные КЗ в обмотках и на выводах.
Разбаланс сопротивлений плеч в схемах отдельных дифференциальных защит генератора относительно невелик. Трансформаторы тока соединены по схеме звезда-звезда и, как правило, недогружены. Поэтому установившиеся и переходные токи небаланса меньше предельных.
Следует отметить, что ТТ, установленные со стороны нейтрали генератора, могут быть подвержены влиянию внешних магнитных полей [97]. При этом токи небаланса могут быть повышенными, а данный режим расчетным.
Продольная дифференциальная защита по принципу действия также может реагировать на двойные замыкания на землю с одной точкой в генераторе, в связи с чем данный вид повреждения целесообразно отнести к отслеживаемым режимам защиты.
В связи с тем, что вероятность возникновения внутренних междуфазных КЗ статора генератора мала, трудно отыскать достаточное число прецедентов для проведения анализа сильных и слабых сторон различных алгоритмов продольных дифференциальных защит «по факту». Поэтому актуальным является вопрос объективного исследования поведения и сравнения этих защит на математических моделях.
На рис. 70 приведена логическая схема продольной токовой дифференциальной защиты генератора с процентным торможением, реализованной в составе терминала типа «Бреслер ТГ2114». Время срабатывания рассматриваемой защиты не превышает 30 мс при дифференциальном токе от 2 /уст и более, где /уст - уставка срабатывания, что соответствует современным техническим требованиям, предъявляемым проектными организациями к дифференциальной защите генераторов и блоков генератор-трансформатор [98]. Нелинейная, зависимая от тока тормозная характеристика срабатывания («ТХ ф. А», «ТХ ф. В» и «ТХ ф. С» на рис. 70), вид которой приведен на рис. 71, состоит из двух участков.
